測量流場全場空間特性用什麼儀器

Ⅰ 攜帶型超聲波流量計的基本原理

超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種
非接觸式儀表，適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。
眾所周知，目前的工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外，超聲測量儀表的流量測量准確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可製成非接觸及攜帶型測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒於非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展，現已製成不同聲道的標准型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。
超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數量級．若要求測量流速的准確度為1%，則對聲速的測量准確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超聲波經聲楔後能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型，如圖所示。其中以雜訊法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但准確度較低，適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，准確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普
勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量准確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量准確度高，適用范圍廣。但相關器價格貴，線路比較復雜。在微處理機普及應用後，這個缺點可以克服。雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理，通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但准確度低。
以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。
流速: ± 0.5%讀數，視應用而定
可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10% 攜帶型超聲波流量計主機外殼重量: ~ 3.9kg防護等級: IP54 (根據EN60529)材質:鋁合金，粉末塗層尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危險區: Zone 2電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC電池工作時間: >10h顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃

Ⅱ 手持式超聲波流量計測量精度有哪些參數

手持式超聲波流量計測量精度的技術參數
測量精度 優於1.0%
顯 示 4行漢字同屏顯示瞬時流量、流速、累積流量、信號狀態
信號輸出 非隔離RS232/1路隔離OCT輸出
工作溫度 普通型-20～70度， 高溫型-20～160度
工作電源 內置鎳氫充電電供供電，220VAC
安裝方式 外縛式安裝， DN15～DN6000

和順達流量計

Ⅲ 流量計的直管段要求

GB 50093━2002自 動 化 儀 表 工 程 施 工 及驗 收 規 范中對流量計上下游直管段的通常要求如下：

——轉子流量計，上游不小於 0～5 倍管徑，下游無要求；

——靶式流量計，上游不小於 5 倍管徑，下游不小於3 倍管徑；

——渦輪流量計，上游不小於 5～20 倍管徑，下游不小於3～10 倍管徑；

——渦街流量計，上游不小於 10～40 倍管徑，下游不小於5 倍管徑；

——電磁流量計，上游不小於 5～10 倍管徑，下游不小於0～5 倍管徑；

——超聲波流量計，上游不小於 10～50 倍管徑，下游不小於5 倍管徑；

——容積式流量計，無要求；

——孔板，上游不小於 5～80 倍管徑，下游不小於2～8 倍管徑；

——噴嘴，上游不小於 5～80 倍管徑，下游不小於4 倍管徑；

——文丘里管、彎管、楔形管，上游不小於 5～30 倍管徑，下游不小於4 倍管徑；

——均速管，上游不小於 3～25 倍管徑，下游不小於2～4 倍管徑

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流量計又分為有差壓式流量計、轉子流量計、節流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。按介質分類：液體流量計和氣體流量計。

流量計量廣泛應用於工農業生產、國防建設、科學研究對外貿易以及人民生活各個領域之中。在石油工業生產中，從石油的開采、運輸、煉冶加工直至貿易銷售，流量計量貫穿於全過程中，任何一個環節都離不開流量計量，否則將無法保證石油工業的正常生產和貿易交往。

故障分析

(1)流量控制儀表系統指示值達到最小時，首先檢查現場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當現場檢測儀表指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。

當現場檢測儀表指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏；機械式流量計是齒輪卡死或過濾網堵等。

(2)流量控制儀表系統指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。

若流量值降不下來，則是儀表系統的原因造成，檢查流量控制儀表系統的調節閥是否動作；檢查儀表測量引壓系統是否正常；檢查儀表信號傳送系統是否正常。

(3)流量控制儀表系統指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數PID不合適，如果波動仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。

流量計儀表選型的步驟如下：

1、依據流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾種類型以便進行選擇)；

2、對初選類型進行資料及價格信息的收集，為深入的分析比較准備條件；

3、採用淘汰法逐步集中到1～2種類型，對五個方面因素要反復比較分析最終確定預選目標。

注意事項

1、流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等，由於煤氣的體積隨著溫度、壓力而變化，應考慮是否要補償修正。

2、儀表性能是指儀表的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等，選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較，選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。

3、安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等，這些都會影響燃氣煤氣流量計的准確運行、維護保養和使用壽命。

4、經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等，其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。

5、精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經濟合算。比如用於貿易結算、產品交接和能源計量的場合，

Ⅳ 常見流量測量儀表的優缺點

在工業生產和科學研究中，流量測量儀表扮演著至關重要的角色。流量計的選擇往往取決於測量介質的特性、測量范圍、精度要求以及成本預算。以下是幾種常見流量計的優缺點概述。

孔板流量計是一種古老的流量測量設備，它通過測量流體通過孔板產生的壓力差來計算流體的流量。孔板流量計的優點在於其結構簡單、成本低廉，且適用范圍廣，可以測量各種流體，包括氣體、液體等。然而，孔板流量計也有其不足之處，比如壓力損失較大，對流體的潔凈度要求較高，且需要定期維護和校準。

渦街流量計則是一種基於流體渦街原理的流量測量儀器。它具有響應速度快、動態范圍寬、精度高的優點。但渦街流量計也有其局限性，例如在測量氣體時容易受溫度、壓力的影響，導致測量結果不穩定。此外，渦街流量計的安裝要求較高，需要確保流體流態穩定。

電磁流量計是利用電磁感應原理測量流體流量的一種儀表。它具有無壓損、無機械磨損、防爆等優點，特別適用於導電性液體的測量。然而，電磁流量計也有其不足之處，如測量精度易受流體電導率、流體流速等因素的影響，且安裝和維護要求較高。

差壓流量計通過測量流體在管道中的壓差來計算流量，其特點是安裝簡便、維護成本低。然而，差壓流量計的測量精度受流體流態、管道尺寸等因素影響較大，且在測量粘性流體時容易產生堵塞，影響測量精度。

超聲波流量計利用超聲波技術進行流量測量，其優點在於無接觸、無磨損，適用於各種流體的測量。然而，超聲波流量計也存在不足，如測量精度受流體溫度、流速等因素影響較大，且在復雜流場中的測量精度較低。

綜上所述，每種流量計都有其適用范圍和局限性，選擇合適的流量計需要綜合考慮測量需求、成本預算和設備性能等因素。在實際應用中，應根據具體需求選擇最適合的流量計。